Wykład - błędy pomiarowe

Nasza ocena:

3
Pobrań: 42
Wyświetleń: 735
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wykład - błędy pomiarowe - strona 1 Wykład - błędy pomiarowe - strona 2 Wykład - błędy pomiarowe - strona 3

Fragment notatki:

Pomiarem nazywamy czynności związane z ustaleniem wartości liczbowej miary danej wielkości fizycznej. Pomiary wykonujemy za pomocą narzędzi pomiarowych, na które składają się wzorce miar (odważniki, przymiar, pojemniki itp.) oraz przyrządy pomiarowe (waga, mierniki elektryczne itp.). Przyrządy pomiarowe podzielić możemy na: bezpośrednie, pozwalające odczytać bezpośrednio miarę wielkości fizycznej (np. suwmiarka, sekundomierz, omomierz itp.) oraz pośrednie (np. cyrkiel, opornik wzorcowy itp.), które nie dają wprawdzie bezpośrednio miary wielkości fizycznej, lecz pomiar umożliwiają. Ze względu na sposób pomiaru, wielkości fizyczne podzielić możemy na: proste i złożone. Miarę wielkości prostej otrzymujemy w wyniku bezpośredniego pomiaru wykonanego za pomocą jednego przyrządu pomiarowego. Celem uzyskania wielkości złożonej musimy wykonać równoczesny pomiar kilku wielkości prostych, stosując nieraz bardzo złożoną aparaturę. Samą miarą wielkości złożonej obliczamy wtedy z wzoru fizycznego.
Otrzymana w wyniku pomiaru miarą wielkości fizycznej x różni się od prawdziwej miary x0. Różnicę x - x0 = δ nazywamy rzeczywistym błędem bezwzględnym wielkości mierzonej. Ze względu na źródła, błędy podzielić możemy na błędy przyrządu pomiarowego, błędy metody pomiarowej (wynikającej np. z przybliżonego charakteru wzoru), błędy powodowane niedokładnością zmysłów lub wreszcie statystycznym charakterem zjawiska. Ze względu na sposób w jaki błędy wpływają na wynik pomiaru dzielimy je na trzy następujące grupy: systematyczne, przypadkowe i grube.
Błędy systematyczne zawsze w ten sam sposób wpływają na wynik pomiarów wykonanych za pomocą tej samej metody i aparatury pomiarowej. Przy zmianie warunków pomiaru według określonej prawidłowości, błąd systematyczny zachowuje stałą wartość lub zmienia się w sposób prawidłowy. Wiele różnorodnych przyczyn może spowodować powstanie błędu systematycznego. Minimalna wartość błędu systematycznego jest określona dokładnością stosowanego przyrządu (lub jego klasą w przypadku mierników elektrycznych). Przyrządy skonstruowane są w ten sposób, by wynik prawidłowo wykonanych pomiarów różnił się od wartości prawdziwej x0 nie więcej niż o wartość najmniejszej działki skali lub ułamek określony klasą przyrządu. Wartość najmniejszej działki, czyli odległość między sąsiednimi kreskami na skali przyrządu lub ułamek tej odległości określony klasą przyrządu nazywać będziemy dokładnością odczytu i oznaczać symbolem Δx. Wartość prawdziwa x0 może być większa albo mniejsza od wartości odczytanej x, stąd dokładność odczytu może być dodatnia lub ujemna ±Δx. Innym źródłem błędu systematycznego jest błąd skali przyrządu, spowodowany trwałym jego uszkodzeniem lub wadliwym wykonaniem. Do tej grupy zaliczamy również błędy wynikające z niewłaściwego sposobu wykorzystania przyrządów, np. złego ustawienia, niewłaściwej temperatury otoczenia, wilgotności itp. Celem wyeliminowania błędów tego typu należy przyrządy wykorzystywać w sposób zgodny z instrukcją i co pewien czas skontrolować, to znaczy porównywać ich wskazania ze wskazaniami wzorców pewniejszych. Przyczyną błędu systematycznego może być zła metoda pomiaru. Jeżeli np. mierząc wydłużenie drutu, odczytujemy położenie obciążonego końca przyjmując, że drugi, zamocowany koniec nie zmienia swego położenia , to wynik pomiaru, poza właściwym wydłużeniem , zawiera przyczynek pochodzący od ugięcia. Błąd taki można wyeliminować przez ulepszenie sposobu pomiaru. Pewna grupa błędów systematycznych wynika z przybliżonego charakteru wzorów stosowanych do obliczania wielkości złożonej. Tego typu błąd popełniamy

(…)

… przez liczbę pomiarów n otrzymamy średnią wartość kwadratu błędu ε. Średni błąd kwadratowy dla każdego pomiaru wynosi więc: często nazywamy go w skrócie błędem średnim.
Jeżeli nie znamy prawdziwej wartości zadanej wielkości, a dysponujemy jedynie dokonanymi pomiarami to średni błąd pojedynczego pomiaru liczymy ze wzoru , gdzie v to wartości uzyskane podczas przeprowadzania doświadczenia, a n to ilość…
… uzyskania wielkości złożonej musimy wykonać równoczesny pomiar kilku wielkości prostych, stosując nieraz bardzo złożoną aparaturę. Samą miarą wielkości złożonej obliczamy wtedy z wzoru fizycznego.
Otrzymana w wyniku pomiaru miarą wielkości fizycznej x różni się od prawdziwej miary x0. Różnicę x - x0 = δ nazywamy rzeczywistym błędem bezwzględnym wielkości mierzonej. Ze względu na źródła, błędy podzielić…
… systematyczny można zmniejszać nieograniczenie udoskonalając metodę pomiaru lub stosowane przyrządy, przez zastosowanie doskonalszych wzorów, lub wreszcie przez wyeliminowanie błędów popełnianych przez eksperymentatora.
Błędy przypadkowe. Gdy pomiar wykonujemy wielokrotnie za pomocą przyrządu o dużej dokładności, a więc błąd statystyczny jest mały. W takim przypadku może się zdarzyć, że różnice…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz